Theorem nmopnegi 31004

Description: Value of the norm of the negative of a Hilbert space operator. Unlike nmophmi 31070, the operator does not have to be bounded. (Contributed by NM, 10-Mar-2006.) (New usage is discouraged.)

Hypothesis

Ref	Expression
nmopneg.1	⊢ 𝑇: ℋ⟶ ℋ

Assertion

Ref	Expression
nmopnegi	⊢ (normop‘(-1 ·op 𝑇)) = (normop‘𝑇)

Proof of Theorem nmopnegi

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		neg1cn 12291	. . . . . . . . . 10 ⊢ -1 ∈ ℂ
2		nmopneg.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑇: ℋ⟶ ℋ
3		homval 30780	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((-1 ∈ ℂ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((-1 ·op 𝑇)‘𝑦) = (-1 ·ℎ (𝑇‘𝑦)))
4	1, 2, 3	mp3an12 1451	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → ((-1 ·op 𝑇)‘𝑦) = (-1 ·ℎ (𝑇‘𝑦)))
5	4	fveq2d 6866	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)) = (normℎ‘(-1 ·ℎ (𝑇‘𝑦))))
6	2	ffvelcdmi 7054	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (𝑇‘𝑦) ∈ ℋ)
7		normneg 30183	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑇‘𝑦) ∈ ℋ → (normℎ‘(-1 ·ℎ (𝑇‘𝑦))) = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))
8	6, 7	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (normℎ‘(-1 ·ℎ (𝑇‘𝑦))) = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))
9	5, 8	eqtrd 2771	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)) = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))
10	9	eqeq2d 2742	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)) ↔ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦))))
11	10	anbi2d 629	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦))) ↔ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))))
12	11	rexbiia 3091	. . . 4 ⊢ (∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦))))
13	12	abbii 2801	. . 3 ⊢ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)))} = {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))}
14	13	supeq1i 9407	. 2 ⊢ sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)))}, ℝ*, < ) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < )
15		homulcl 30798	. . . 4 ⊢ ((-1 ∈ ℂ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (-1 ·op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
16	1, 2, 15	mp2an 690	. . 3 ⊢ (-1 ·op 𝑇): ℋ⟶ ℋ
17		nmopval 30895	. . 3 ⊢ ((-1 ·op 𝑇): ℋ⟶ ℋ → (normop‘(-1 ·op 𝑇)) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)))}, ℝ*, < ))
18	16, 17	ax-mp 5	. 2 ⊢ (normop‘(-1 ·op 𝑇)) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘((-1 ·op 𝑇)‘𝑦)))}, ℝ*, < )
19		nmopval 30895	. . 3 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (normop‘𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < ))
20	2, 19	ax-mp 5	. 2 ⊢ (normop‘𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((normℎ‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (normℎ‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < )
21	14, 18, 20	3eqtr4i 2769	1 ⊢ (normop‘(-1 ·op 𝑇)) = (normop‘𝑇)

Syntax hints:   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  {cab 2708  ∃wrex 3069   class class class wbr 5125  ⟶wf 6512  ‘cfv 6516  (class class class)co 7377  supcsup 9400  ℂcc 11073  1c1 11076  ℝ^*cxr 11212   < clt 11213   ≤ cle 11214  -cneg 11410   ℋchba 29958   ·_ℎ csm 29960  norm_ℎcno 29962   ·_op chot 29978  norm_opcnop 29984

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2702  ax-rep 5262  ax-sep 5276  ax-nul 5283  ax-pow 5340  ax-pr 5404  ax-un 7692  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153  ax-hilex 30038  ax-hfvadd 30039  ax-hvcom 30040  ax-hv0cl 30042  ax-hvaddid 30043  ax-hfvmul 30044  ax-hvmulid 30045  ax-hvmulass 30046  ax-hvdistr1 30047  ax-hvmul0 30049  ax-hfi 30118  ax-his1 30121  ax-his3 30123  ax-his4 30124

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3419  df-v 3461  df-sbc 3758  df-csb 3874  df-dif 3931  df-un 3933  df-in 3935  df-ss 3945  df-pss 3947  df-nul 4303  df-if 4507  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4886  df-iun 4976  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5209  df-tr 5243  df-id 5551  df-eprel 5557  df-po 5565  df-so 5566  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5659  df-rel 5660  df-cnv 5661  df-co 5662  df-dm 5663  df-rn 5664  df-res 5665  df-ima 5666  df-pred 6273  df-ord 6340  df-on 6341  df-lim 6342  df-suc 6343  df-iota 6468  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-riota 7333  df-ov 7380  df-oprab 7381  df-mpo 7382  df-om 7823  df-2nd 7942  df-frecs 8232  df-wrecs 8263  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-er 8670  df-map 8789  df-en 8906  df-dom 8907  df-sdom 8908  df-sup 9402  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11411  df-neg 11412  df-div 11837  df-nn 12178  df-2 12240  df-3 12241  df-n0 12438  df-z 12524  df-uz 12788  df-rp 12940  df-seq 13932  df-exp 13993  df-cj 15011  df-re 15012  df-im 15013  df-sqrt 15147  df-abs 15148  df-hnorm 30007  df-hvsub 30010  df-homul 30770  df-nmop 30878

This theorem is referenced by:  nmoptri2i  31138